專利名稱：一種生產(chǎn)光纖組件的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)光纖組件的方法和設(shè)備，其中組件或組裝部件如纖維段、光學(xué)和光電元件在加工模塊之間進(jìn)行傳輸。
背景技術(shù)：
光纖在遠(yuǎn)程通訊和數(shù)字通訊領(lǐng)域的使用持續(xù)增長，對許多與光纖通訊相關(guān)的產(chǎn)品的生產(chǎn)效率提出了更高的需求。重要的一點(diǎn)是，這樣的產(chǎn)品是包括纖維段的不同組件。常規(guī)的組件產(chǎn)品為光學(xué)放大器和光耦合器、還有激光模塊、接收模塊和集成發(fā)射機(jī)組件。這些和其他包括一個(gè)或多個(gè)纖維段的光學(xué)和光電組件的數(shù)量正在增加，但是其大規(guī)模生產(chǎn)的解決方法仍然未知。
一種常用的生產(chǎn)光纖組件的方法是用手將纖維段送到用于提供與元件或其他纖維段的適當(dāng)連接的不同的預(yù)備工具處。另一種途徑是將至少大多數(shù)工具一個(gè)接一個(gè)地送至操作者。這些工具的例子有用于切割纖維的刀具，用于去除部分包覆層的剝離器，連接兩個(gè)纖維端的接合器和重新包覆連接后的纖維的重涂器。
一根光學(xué)通訊纖維一般由一根約為125微米的玻璃纖維芯和包覆其上使整個(gè)纖維的直徑大約250微米的包覆層。該包覆層或涂鍍層由兩層丙烯酸脂制成，一層為內(nèi)部軟層，一層為外部硬層。該包覆層對于保護(hù)纖維芯并提供纖維的抗拉和抗彎強(qiáng)度是必要的。光纖是相當(dāng)精細(xì)的產(chǎn)品，且被用于許多光學(xué)和光電元件中?，F(xiàn)有的纖維段和元件主要以手工方法處理，其問題在于經(jīng)常會將它們損壞而不得不進(jìn)行挑選。另一個(gè)問題是生產(chǎn)方面的局限性，即產(chǎn)量和質(zhì)量都極度依賴于操作者的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種使光纖組件的生產(chǎn)高度自動化的方法和設(shè)備。另一個(gè)目的是提供一種適于在生產(chǎn)中對組件中包括的所有部件進(jìn)行流暢而輕柔的處理的方法和設(shè)備，以及還有另一個(gè)目的是獲得一種提供質(zhì)量更高更均勻的纖維組件的方法和設(shè)備。
簡單地說，本發(fā)明的這些目的是通過一種方法和設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，在這種裝置中，組件或組裝部件，如纖維段、光學(xué)和光電元件在加工模塊之間進(jìn)行傳輸。該包括纖維段的組裝部件被布置在托盤裝置上，該托盤裝置在不同加工模塊之間的軌道上進(jìn)行傳輸。光纖段的自由端被一個(gè)機(jī)械手裝置提起來并放在一個(gè)加工模塊中進(jìn)行加工。最后，在通常順序下，抓住該纖維端的機(jī)械手裝置和該托盤裝置被轉(zhuǎn)移至另一個(gè)加工模塊。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在生產(chǎn)光纖組件的整個(gè)加工過程中都能對纖維段和元件進(jìn)行輕柔和仔細(xì)地操作。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，生產(chǎn)進(jìn)度和設(shè)置很容易通過改變模塊之間的加工模塊或加工指令來進(jìn)行改變。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是具有不進(jìn)行任何中斷而對自動化生產(chǎn)進(jìn)行更改的完全自動化生產(chǎn)的可能性。而另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于大部分加工包括接合可用一個(gè)相同的生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)施。還有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于在不同加工模塊的多個(gè)托盤裝置可以在軌道傳輸以及儲存或循環(huán)過程中同時(shí)進(jìn)行加工。
通過下面的詳細(xì)說明并結(jié)合附圖和權(quán)利要求，發(fā)明的其他目的、優(yōu)點(diǎn)和新穎性特征會更為清楚。


以下，結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的包括加工模塊的加工單元的透視圖；圖2為圖1中細(xì)節(jié)的放大視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的托盤裝置的總示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的加工單元中的托盤裝置、軌道、機(jī)械手裝置和提升裝置的側(cè)視示意圖；圖5為根據(jù)發(fā)明的生產(chǎn)光纖組件的一個(gè)設(shè)備的總示意圖；以及圖6為根據(jù)發(fā)明的生產(chǎn)光纖組件的另一個(gè)設(shè)備的總示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中示出了一個(gè)包括供托盤14進(jìn)出的入口12和出口13的纖維加工單元11，該托盤是設(shè)置來用于將光纖組件15送入和送出該單元的。該托盤裝置14由在單元11的內(nèi)外軌道16來引導(dǎo)，所述軌道在單元內(nèi)是一個(gè)傳輸軌道17，而在單元外為一個(gè)傳送裝置18。參考圖2和3，該托盤裝置最好是金屬盤19，其上平面20具有用于將組裝部件22保持在表面上的固定位置的連接裝置21。典型的組裝部件為光纖段23、24，和不同的光學(xué)和光電元件。為了使纖維段的自由端25、26保持在固定位置，該連接裝置包括獨(dú)立的保持器27，如將端部保持在靠近托盤表面的夾子。圖3示出了在托盤上的組裝部件22的典型的布置圖。構(gòu)造中的光纖組件由虛線28表示。兩個(gè)元件29、30和一個(gè)連接器31已經(jīng)通過光纖段安裝和連接在一起。下一個(gè)加工步驟是將一個(gè)第三元件32與其它的元件相連接，為此，第二元件30的一個(gè)自由的纖維端33被固定在第一固定夾34中，第三元件的另一個(gè)自由端35被固定在第二固定夾36中。該第三元件還連接至另一個(gè)纖維段37，該纖維段此刻連接在托盤上等待進(jìn)一步的安裝步驟，在該步驟中該纖維段將被連接至另一個(gè)元件的纖維上。
傳輸軌道17包括一個(gè)適合的傳輸裝置38，例如一個(gè)用于使托盤14的托架裝置39(參見圖4)沿軌道移動的阿基米德螺旋裝置。傳送裝置18包括例如環(huán)形帶或輥道。
在傳輸軌道17的上方設(shè)置有一個(gè)機(jī)械手裝置40，其包括安裝在機(jī)械手臂43上的兩個(gè)夾緊裝置41、42，該機(jī)械手臂可沿該單元上部的第一橫梁44移動。而所述第一橫梁則可以沿相對于該第一橫梁橫向放置的第二橫梁45移動。所示的機(jī)械手裝置本質(zhì)上為已知的那種直角坐標(biāo)機(jī)械手，不過其它機(jī)械手裝置也可適用。該夾緊裝置適用于將自由纖維端25、26提起來并帶到位于傳輸軌道17一側(cè)的不同加工模塊46。在這種情況下，該單元設(shè)有五個(gè)加工模塊，即一個(gè)用于使纖維拉直并從芯上剝除包覆層的模塊47、一個(gè)用超聲波清洗纖維的模塊48、一個(gè)劈開纖維的模塊49、一個(gè)接合兩個(gè)纖維端的模塊50、和一個(gè)在接合后的纖維端上重新進(jìn)行包覆的模塊51。夾緊裝置的移動通過包括一個(gè)控制單元53的電腦裝置52進(jìn)行預(yù)設(shè)和控制。機(jī)械手臂和它的夾緊裝置的移動，以及托盤裝置的傳輸是同步的，即夾緊裝置沿傳輸軌道的移動啟動了運(yùn)送托盤裝置的托架裝置39的相應(yīng)的移動。
參考圖4，每一個(gè)加工單元11設(shè)有一個(gè)可沿傳輸軌道17移動的托架39，并且由傳輸裝置38驅(qū)動。如上所述，該機(jī)械手裝置按電腦編程在該單元中進(jìn)行數(shù)道加工步驟，且控制單元53按電腦編程紀(jì)錄機(jī)械手沿軌道方向的所有運(yùn)動，并引導(dǎo)該傳輸裝置38將帶有托架39的托盤裝置傳輸相應(yīng)的距離。在單元中的所有加工通常意味著在組件可以離開該單元之前，機(jī)械手臂不得不沿軌道前后行進(jìn)多次。如果可以在該單元中同時(shí)處理多于一個(gè)托盤的話，還有在產(chǎn)量方面的明顯優(yōu)勢。出于這些原因，以及入口12和出口13可以結(jié)合起來設(shè)在同一側(cè)的緣故，設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)用于轉(zhuǎn)換托盤的順序并讓一個(gè)托盤通過另一個(gè)。所述機(jī)構(gòu)包括根據(jù)圖4所示的實(shí)施例中的沿著軌道17位于三個(gè)不同站點(diǎn)的三個(gè)升降裝置54、55、56。每一個(gè)升降裝置包括一個(gè)適合的升降系統(tǒng)57，如升降圓筒和具有四個(gè)豎直臂59的架體58，當(dāng)升降架從其如裝置54所示的下部位置移動至如裝置55、56所示的上部位置時(shí)，正適合與托盤進(jìn)行升降接合。在上部位置時(shí)，托盤和軌道之間的自由空間可以讓帶有第二托盤14b的托架裝置39穿行于第一托盤14a的下方。在上部位置時(shí)，一些加工步驟可以繼續(xù)進(jìn)行，如接合和測試，而與此同時(shí)，還可以在其它加工模塊中對放在第二托盤上的組件進(jìn)行其他處理。
加工模塊可以多種方式分組，在圖5中，可以看到一種結(jié)構(gòu)，其包括一個(gè)手動輸入和輸出單元60和一個(gè)包括至少兩個(gè)加工模塊的加工單元11。在圖6中，該結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，包括一個(gè)輸入和輸出單元60和四個(gè)加工單元11a、11b、11c和11d。這些單元通過傳送裝置18連接成網(wǎng)絡(luò)，還可以包括未示出的托盤保存和/或托盤轉(zhuǎn)換裝置。
根據(jù)本發(fā)明所示的實(shí)施例的光纖組件的生產(chǎn)，開始時(shí)在輸入和輸出單元60處的操作者將一個(gè)第一元件如31和一個(gè)第二元件如29放在托盤裝置14上，每一個(gè)元件上具有延伸的纖維段。這些元件通過連接裝置21如一些粘性制品固定在托盤表面的固定位置上，而這兩個(gè)元件的需要連接的纖維端部被放在夾子27中。然后該托盤被傳輸至傳送裝置18，而傳送裝置則將托盤移到加工單元11的入口12。在這個(gè)位置，將該托盤轉(zhuǎn)換至傳輸裝置38中所包含的托架裝置39上，例如通過圖1所示的升降裝置61。該傳輸裝置將托盤傳輸?shù)降谝患庸つK，在此該第一加工模塊為拉直和剝離模塊47，機(jī)械手裝置40起動抓住纖維端25、26并將它們逐一移動至模塊。此后，機(jī)械手臂移動纖維端至下一個(gè)加工模塊如48，且布置控制裝置53以同時(shí)移動托盤裝置和托架裝置39，以避免不必要地拉伸或彎曲纖維段。
當(dāng)單元11中的所有加工步驟完成之后，托盤返回在相同軌道16上的輸入和輸出單元60，而另一個(gè)有纖維段的元件被放在托盤上。新的兩個(gè)待接合的纖維端被放在夾子27中，并且再一次以相同的方法進(jìn)行傳輸和加工程序。通常是一個(gè)接一個(gè)地加入其它元件，在托盤裝置像一個(gè)穿梭工具一樣往返于輸入和輸出單元60和加工單元11之間的同時(shí)，組件被制成其最終的結(jié)構(gòu)。
為提高生產(chǎn)率，經(jīng)常要同時(shí)處理許多托盤，然后托盤轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和托盤升降器54、55、56使通過整個(gè)系統(tǒng)的托盤的流動能夠被靈活地編程。如需要獲得更高的生產(chǎn)率，圖6的布置具有優(yōu)勢，且其他步驟是在輸入和輸出單元中可以引入機(jī)械手裝置，以獲得一個(gè)完全自動化的生產(chǎn)線。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)光纖組件的方法，其中該組件或組裝部件如纖維段、光學(xué)和光電元件在加工模塊之間進(jìn)行傳輸，其特征在于，以下步驟即-將包括纖維段(23、24)的組裝部件(22)布置在托盤裝置(14)上；-在不同的加工模塊(46)之間的軌道上傳輸托盤裝置；-用一個(gè)機(jī)械手裝置(40)將光纖的自由端(25、26)提起來；-將纖維端(25、26)放在一個(gè)加工模塊處進(jìn)行加工處理；-將持有纖維端的機(jī)械手裝置和托盤裝置傳輸?shù)酵ǔｍ樞虻牧硪粋€(gè)加工模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)光纖組件的方法，其特征在于，當(dāng)機(jī)械手裝置移動于所述兩個(gè)加工模塊之間時(shí)，托盤裝置(14)同步地平行于該機(jī)械手裝置(40)移動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)光纖組件的方法，其特征在于，將托盤裝置(14)傳輸?shù)桨▋蓚€(gè)或更多個(gè)加工模塊(46)的加工單元(11)中，以及在該單元中同時(shí)加工兩個(gè)或更多個(gè)托盤裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)光纖組件的方法，其特征在于，在加工單元(11)中沿軌道以一定的次序引入和傳輸托盤裝置(14)；通過將托盤裝置帶到高于軌道(16)的上部位置并在軌道和托盤裝置之間留出自由空間來改變所述次序；以及沿軌道傳輸?shù)诙斜P裝置并使該第二托盤裝置在該第一托盤裝置下面通過該自由空間。
5.如權(quán)利要求3或4所述的生產(chǎn)光纖組件的方法，其特征在于，在兩個(gè)或多個(gè)加工單元中加工光纖組件；在其中一個(gè)所述單元(60)中將這些纖維段與這些元件相連接；在另一個(gè)所述單元(11)中將這些纖維的端部接合；以及通過傳送裝置(18)在單元之間傳輸托盤和組件。
6.一種生產(chǎn)光纖組件的設(shè)備，其中組件或組裝部件如纖維段、光學(xué)和光電元件在加工模塊之間進(jìn)行傳輸，其特征在于，一個(gè)承載包括光纖段(23、24)的組裝部件(22)的托盤裝置(14)、一個(gè)引導(dǎo)該托盤裝置的軌道(16)、一個(gè)在不同的加工模塊(46)之間的軌道上傳輸托盤裝置(38)、一個(gè)用于提起光纖的自由端(25、26)并將它們送入或送出其中一個(gè)加工模塊的機(jī)械手裝置(40)、以及一個(gè)控制單元(52、53)，用于在該托盤裝置傳輸?shù)搅硪粋€(gè)加工模塊時(shí)，控制該傳輸裝置和機(jī)械手裝置，以使托盤的傳輸和持有纖維端的機(jī)械手裝置的運(yùn)動實(shí)現(xiàn)同步。
7.如權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)光纖組件的設(shè)備，其特征在于，沿導(dǎo)軌(16)的至少一個(gè)站點(diǎn)設(shè)有升降裝置(54、55、56)，用于使一個(gè)托盤裝置(14)升至軌道上方的上部位置并在托盤和軌道之間留出自由空間，且其特征在于，該傳輸裝置(38)設(shè)置成可沿著軌道傳輸?shù)诙斜P通過該自由空間。
8.如權(quán)利要求6或7所述的生產(chǎn)光纖組件的設(shè)備，其特征在于，該托盤裝置(14)包括將組裝部件(22)固定在托盤裝置的上表面(20)上的連接裝置(21)，和用于固定每一個(gè)纖維自由端(25、26)的保持裝置(27)。
9.如權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)光纖組件的設(shè)備，其特征在于，該機(jī)械手裝置(40)包括一個(gè)于在軌道(16)上方可平行地移動的機(jī)械手臂(43)，且該手臂包括兩個(gè)夾緊裝置(41、42)，每一個(gè)夾緊裝置可升降和保持一個(gè)纖維自由端(25、26)。
10.如權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)光纖組件的設(shè)備，其特征在于，在一個(gè)加工單元(11)中布置有兩個(gè)或更多個(gè)加工模塊(46)，該兩個(gè)或更多個(gè)加工單元通過托盤傳送裝置(18)相互連接形成一個(gè)加工網(wǎng)絡(luò)，其中一個(gè)所述單元(60)用于將新的組裝部件提供給該網(wǎng)絡(luò)，并用于從該網(wǎng)絡(luò)接收組件，而且至少一個(gè)加工單元(11)是布置用于接合纖維端的。
全文摘要
一種方法和設(shè)備，其中該組件或組裝部件如纖維段、光學(xué)和光電元件在加工模塊(46)之間進(jìn)行傳輸。該包括纖維段(23、24)的組裝部件(22)被放置在一個(gè)托盤裝置(14)上，該托盤裝置在不同的加工模塊之間的軌道上進(jìn)行傳輸。光纖段的自由端(25、26)用一個(gè)機(jī)械手裝置(40)提起來并被放到一個(gè)加工模塊處進(jìn)行加工處理。最后，持有纖維端的機(jī)械手裝置和托盤裝置被傳輸?shù)狡胀樞虻牧硪粋€(gè)加工模塊。
文檔編號G02B6/36GK1559015SQ02818971
公開日2004年12月29日 申請日期2002年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者L·恩隆德, J·庫爾貝里, J·維斯特倫德, J·馬丁松, ∷, L 恩隆德, 固羋椎, 蠢 申請人:艾利森電話股份有限公司